组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 电磁感应 > 法拉第电磁感应定律 > 感生电动势 > 由B-t图象计算感生电动势的大小
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:1632 题号:1644823
如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触.整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示.(g=10m/s2

(1)保持ab棒静止,在0~4s内,通过金属棒ab的电流多大?方向如何?
(2)为了保持ab棒静止,需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F,求当t=2s时,外力F的大小和方向;
(3)5s后,撤去外力F,金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置,测出该位置与棒初始位置相距2.4m,求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热.
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【推荐1】如图甲所示,足够长的水平金属导轨CDEF固定在地面上,间距L=0.5m,一质量m=0.2kg的金属棒GH垂直地放置在导轨上,导轨处于大小B1=1T、方向竖直向下的匀强磁场B1中。有一匝数n=200匝、面积S=0.1m2的线圈通过开关S与导轨相连,线圈处于平行于线圈轴线、方向竖直向上的另一匀强磁场B2中,B2大小随时间t变化的关系图像如图乙所示。t=0时刻闭合开关S,金属棒由静止释放,当t=8s时金属棒开始做匀速运动。已知线圈电阻r=0.25Ω,金属棒电阻R=3.5Ω,其余电阻不计,金属棒GH与导轨间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)刚闭合开关时金属棒的加速度大小;
(2)0~8s内金属棒的位移大小;
(3)0~8s内通过金属棒的电荷量;
(4)0~8s内整个电路产生的焦耳热。

2024-05-24更新 | 454次组卷
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【推荐2】如图甲所示,足够长的粗糙斜面与水平面成θ固定放置,斜面上平行虚线aa′和bb′之间有垂直斜面向上的有界匀强磁场,间距为d=1m,磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示。现有一质量为m=0.1kg,总电阻为R=10Ω,边长也为d=1m的正方形金属线圈MNPQ,其初始位置有一半面积位于磁场中,在t=0时刻,线圈恰好能保持静止,此后在t=0.25s时,线圈开始沿斜面下滑,下滑过程中线圈MN边始终与虚线aa′保持平行。已知线圈完全进入磁场前已经开始做匀速直线运动。已知sin=0.6,cos=0.8,g=10m/s2。求:
(1)前0.25s内通过线圈某一截面的电量;
(2)线圈与斜面间的动摩擦因数;
(3)从0时刻到线圈完全通过整个磁场的过程中,线圈上产生的焦耳热。
2020-02-08更新 | 927次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
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【推荐3】如图1所示,间距的足够长倾斜导轨倾角,导轨顶端连一电阻,左侧存在一面积的圆形磁场区域B,磁场方向垂直于斜面向下,大小随时间变化如图2所示,右侧存在着方向垂直于斜面向下的恒定磁场,一长为,电阻的金属棒ab与导轨垂直放置,,金属棒ab恰好能静止在右侧的导轨上,之后金属棒ab开始沿导轨下滑,经过足够长的距离进入,且在进入前速度已经稳定,最后停止在导轨上。已知左侧导轨均光滑,右侧导轨与金属棒间的摩擦因数,取,不计导轨电阻与其他阻力。求:
(1)金属棒ab的质量;
(2)金属棒ab进入时的速度大小;
(3)已知棒ab进入后滑行的距离停止,求在此过程中通过电阻R的电荷量和整个回路产生的焦耳热。
2022-01-26更新 | 600次组卷
共计 平均难度:一般